JP2007219182A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus represented by a copying machine or a printer.
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電手段により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光手段のLED光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像を現像手段で現像することにより、感光体ドラム表面にトナー像が形成される。そして、このトナー像は、感光体ドラムと転写部材とを接触、或いは近接させて構成した転写領域に用紙を挿通する時に、用紙に転写される。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a photosensitive drum is widely used as an image carrier. A general image forming operation using the photosensitive drum is as follows. The surface of the photosensitive drum is uniformly charged with a predetermined potential by a charging unit, and by irradiating the LED light or the like of the exposure unit there, the potential is partially attenuated to form an electrostatic latent image of an original image. Is done. The electrostatic latent image is developed by developing means, whereby a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum. The toner image is transferred onto the sheet when the sheet is inserted into a transfer region formed by bringing the photosensitive drum and the transfer member into contact with or in close proximity to each other.
このような画像形成装置においては、トナー像を用紙に転写させた後、微量のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラム表面に付着したまま残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面に付着した残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、感光体ドラム表面に回転部材であるクリーニングローラや回転ブラシ等を押し付けることにより、回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラム表面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。 In such an image forming apparatus, after a toner image is transferred to a sheet, a small amount of toner may remain on the surface of the photosensitive drum without being transferred to the sheet. The residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum becomes an obstacle to the next new image formation, so that it needs to be cleaned. As a cleaning method used for such a purpose, a method of moving and collecting residual toner on the rotating member by pressing a cleaning roller, a rotating brush, or the like that is a rotating member on the surface of the photosensitive drum, or a surface of the photosensitive drum A method of scraping residual toner by bringing a cleaning blade into contact therewith, or a cleaning method combining these methods is widely known.
一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その感光体表面に、帯電手段の放電によって放電生成物が付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を混入し、回転部材である研磨ローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した残留トナーを除去するとともに、トナーを研磨ローラ表面に保持させ、このトナーによって感光体表面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。 On the other hand, when an amorphous silicon photoconductor is used as the photoconductor, it is known that discharge products easily adhere to the surface of the photoconductor due to the discharge of the charging means. When this discharge product absorbs moisture, the electrical resistance on the surface of the photoreceptor is lowered, and a problem of image flow that disturbs the electrostatic latent image may occur. For this reason, a small amount of abrasive is mixed in the toner, and the polishing roller as a rotating member and the cleaning blade are used in combination to remove the residual toner adhering to the surface of the photosensitive member, and the toner is held on the surface of the polishing roller. There is known a cleaning method in which a discharge product adhering to the surface of a photoreceptor is polished by toner.
上記のように、研磨ローラを用いて感光体ドラム表面に付着した放電生成物の除去を行うクリーニング方法の一例を、特許文献1に見ることができる。特許文献1に記載された画像形成装置は、感光体表面に付着した放電生成物をクリーニングするために、弾性部材で形成した研磨手段(研磨ローラ)を備え、この研磨ローラにトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加するようにしている。
特許文献1に記載された画像形成装置のように、感光体ドラム表面を研磨してクリーニングする研磨ローラにトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加すると、より多くのトナーを研磨ローラ表面に付着させ、保持させることができるので、感光体ドラム表面を効率的にクリーニングすることが可能である。しかしながら、このような静電気力によるトナーの移動方法では、研磨効果の高いトナーと研磨効果の低いトナーとが、混在する形で研磨ローラ表面に付着することとなる。これにより、研磨ローラの表面という限られられた領域の広い範囲を、研磨効果の低いトナーが付着して占有してしまう恐れがあり、十分なクリーニング性能を発揮することができなくなる可能性がある。したがって、感光体ドラム表面の好適なクリーニングを遂行するためには、研磨ローラの表面という限られられた領域に、研磨効果の高いトナーをできるだけ多く付着させるようにすることが望ましい。
When a bias voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to a polishing roller that polishes and cleans the surface of the photosensitive drum as in the image forming apparatus described in
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、複数の異なる色のトナーを用い、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する形で画像形成動作を実行する画像形成装置において、像担持体表面のクリーニング過程で、研磨ローラに、研磨効果の低いトナーを付着させることなく、研磨効果の高いトナーをできるだけ多く付着させることにより、像担持体表面に対して好適なクリーニングを遂行することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and uses a plurality of different color toners to execute an image forming operation in such a manner that a plurality of color toner images are sequentially developed on a single image carrier. In the image forming apparatus, it is suitable for the surface of the image carrier by adhering as much toner as possible with high polishing effect to the polishing roller without attaching toner with low polishing effect during the cleaning process of the surface of the image carrier. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing proper cleaning.
上記の課題を解決するため、本発明は、複数の異なる色のトナーを用い、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する形で画像形成動作を実行し、トナー像転写後、クリーニング手段の研磨ローラにより前記像担持体表面に残留する付着物をクリーニングする画像形成装置において、前記複数色のトナーが、磁性、及び非磁性のトナーで構成されているとともに、前記研磨ローラに、磁性部材を設けることとした。 In order to solve the above-described problems, the present invention performs an image forming operation using a plurality of different color toners and sequentially developing a plurality of color toner images on a single image carrier. In the image forming apparatus that cleans deposits remaining on the surface of the image carrier by an abrasive roller of a cleaning unit after image transfer, the plurality of color toners are composed of magnetic and nonmagnetic toners, and A magnetic member is provided on the polishing roller.
また、上記構成の画像形成装置において、前記磁性トナーが粉砕法で、前記非磁性トナーが重合法で製造されていることとした。 In the image forming apparatus configured as described above, the magnetic toner is manufactured by a pulverization method and the non-magnetic toner is manufactured by a polymerization method.
ここで、「粉砕法」、及び「重合法」とは、トナーの製造方法を意味する。粉砕法は、加熱したプラスチック材料を強い気流で吹き飛ばし、壁にぶつけて砕くことによりトナー粒子を生成する方法である。重合法は、トナーのもとになる物質を化学反応によって結合させてトナー粒子を生成する方法である。 Here, “pulverization method” and “polymerization method” mean a toner production method. The pulverization method is a method of generating toner particles by blowing a heated plastic material with a strong air current, hitting it against a wall and pulverizing it. The polymerization method is a method in which toner particles are produced by combining substances that form the toner by a chemical reaction.
本発明の構成によれば、複数の異なる色のトナーを用い、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する形で画像形成動作を実行し、トナー像転写後、クリーニング手段の研磨ローラにより像担持体表面に残留する付着物をクリーニングする画像形成装置において、複数色のトナーが磁性、及び非磁性のトナーで構成されているとともに、研磨ローラに磁性部材を設けることとしたので、磁性トナーで構成される色のトナーを、積極的に研磨ローラに付着、保持させることになる。ここで、磁性トナーは、鉄粉等で構成される磁性粉を含有しており、この磁性粉が像担持体表面の研磨に対して効果的に作用することが分かっている。一方、非磁性トナーは、このような磁性粉を含有していないので、磁性トナーと比較して研磨効果が低い。これにより、上記構成の画像形成装置は、研磨ローラに、研磨効果の低い非磁性トナーを付着させることなく、研磨効果の高い磁性トナーをできるだけ多く付着させることが可能である。したがって、磁性トナーによる十分なクリーニング性能が期待でき、像担持体表面に対して好適なクリーニングを遂行することが可能な画像形成装置を得ることができる。 According to the configuration of the present invention, a plurality of different color toners are used, and an image forming operation is performed on a single image carrier in the form of sequentially developing a plurality of color toner images. In an image forming apparatus for cleaning deposits remaining on the surface of an image carrier by a polishing roller of a cleaning unit, a plurality of color toners are composed of magnetic and non-magnetic toners, and a magnetic member is provided on the polishing roller. Therefore, the color toner composed of the magnetic toner is positively attached and held on the polishing roller. Here, the magnetic toner contains magnetic powder composed of iron powder or the like, and it has been found that this magnetic powder effectively acts on the polishing of the surface of the image carrier. On the other hand, the non-magnetic toner does not contain such magnetic powder, and therefore has a lower polishing effect than the magnetic toner. Accordingly, the image forming apparatus having the above-described configuration can attach as much magnetic toner as possible with high polishing effect to the polishing roller without attaching nonmagnetic toner with low polishing effect. Therefore, a sufficient cleaning performance with magnetic toner can be expected, and an image forming apparatus capable of performing suitable cleaning on the surface of the image carrier can be obtained.
また、トナーの製造方法としては、前述のように粉砕法や重合法が用いられているが、粉砕法で製造したトナーは全体として不定形で表面が引っ掛かり易い形状で、重合法で製造したトナーは全体として球形に近く表面が引っ掛かり難い形状になっている。すなわち、粉砕法で製造したトナーは、重合法で製造したトナーと比較して、トナー粒子自体が持つ研磨効果が高い。これにより、本発明では、磁性トナーが粉砕法で、非磁性トナーが重合法で製造されていることとしたので、磁性トナーは、磁性粉による高い研磨作用に加えて、トナー粒子自体による高い研磨作用も保有することになる。したがって、このような磁性トナーを積極的に研磨ローラに付着、保持させることにより、像担持体表面に対するクリーニング性能をさらに向上させることが可能である。 In addition, as described above, the pulverization method or the polymerization method is used as a method for producing the toner. The toner produced by the pulverization method has an indefinite shape and the surface is easily caught, and the toner produced by the polymerization method. As a whole, the shape is nearly spherical and the surface is difficult to catch. That is, the toner produced by the pulverization method has a higher polishing effect of the toner particles per se than the toner produced by the polymerization method. As a result, in the present invention, the magnetic toner is produced by the pulverization method and the non-magnetic toner is produced by the polymerization method, so that the magnetic toner has a high polishing action by the toner particles in addition to the high polishing action by the magnetic powder. It will also have an effect. Therefore, it is possible to further improve the cleaning performance for the surface of the image carrier by positively attaching and holding such magnetic toner to the polishing roller.
以下、本発明の実施形態を図1〜図3に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明する。図1は、画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。このカラープリンタは、中間転写ベルトを用いたタイプである。図1において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。 First, an outline of the structure of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a left side view of a schematic vertical section showing a schematic structure of a color printer which is an example of an image forming apparatus. This color printer is a type using an intermediate transfer belt. In FIG. 1, the right side is the front side of the printer, and the left side is the back side.
図1に示すように、プリンタ1の本体2の内部下方には、用紙カセット3が配置されている。用紙カセット3の内部には、用紙Pが積まれて収容されている。そして、この用紙Pは、図1において用紙カセット3の右上方に向けて送り出される。用紙カセット3は、本体2の前面側、すなわち図1において右方から水平に引き出すことが可能である。
As shown in FIG. 1, a paper cassette 3 is disposed below the inside of the
用紙カセット3の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路4、給紙用搬送ローラ5、レジストローラ6、及び画像形成部20が配置されている。画像形成部20には、その中心に、回転体の像担持体である感光体ドラム21が備えられている。感光体ドラム21は、図1において反時計方向に回転する。感光体ドラム21の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電手段22、現像手段23、及びドラム用のクリーニング手段30が配置されている。
A paper feed paper transport path 4, a paper
現像手段23は、その主たるところが図1において時計方向に回転する回転体であるロータリーラック23aで構成され、このロータリーラック23aに計4台の現像器が周方向に等間隔に配置されている。4台の現像器とは、ブラック用の現像器23B、シアン用の現像器23C、マゼンタ用の現像器23M、及びイエロー用の現像器23Yである。ロータリーラック23aは、図示しない駆動手段により回転せしめられ、4台の現像器を順次感光体ドラム21と対向する位置に移動させて、感光体ドラム21表面に各色のトナー像を形成させるものである。
The main part of the developing
画像形成部20の上方には光学部7が備えられ、ここからレーザ光Lが感光体ドラム21に向かって照射される。図中の一点鎖線がレーザ光Lを示す。
An optical unit 7 is provided above the
感光体ドラム21のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト8が配置されている。中間転写ベルト8は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図1において時計方向に回転する。中間転写ベルト8は、感光体ドラム21に下方から圧接し、一次転写ローラ41を備えた一次転写部40を形成している。
An
中間転写ベルト8が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部50が配置されている。二次転写部50は、二次転写ローラ51を備えている。これら中間転写ベルト8と二次転写ローラ51とが圧接して形成される二次転写ニップ部に用紙Pが挿通される。なお、二次転写ローラ51は、図1において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト8に対して圧接したり、離間したりする。二次転写部50の用紙搬送方向下流には、ベルト用のクリーニング手段60が備えられている。このベルト用クリーニング手段60のクリーニングローラ61も、必要に応じて中間転写ベルト8に対して圧接したり、離間したりする。
A
画像形成部20、及び二次転写部50の用紙搬送方向下流には、定着部9、排出用用紙搬送路10、及び用紙排出部11が配置されている。用紙排出部11は、本体2の上面に、印刷済みの用紙Pを外部から取り出し可能な位置に設けられている。
A fixing unit 9, a discharge
定着部9、及び二次転写部50の下方であって、用紙カセット3との間には、両面印刷用用紙搬送路12が配置されている。両面印刷用用紙搬送路12は、排出用用紙搬送路10の途中から分岐し、定着部9の下方、及び二次転写部50の下方を通り、レジストローラ6のすぐ上流で給紙用用紙搬送路4に合流している。
A
続いて、上記プリンタ1の画像形成部20周辺の詳細な構成について、図2、及び図3を用いて説明する。図2は画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図、図3は感光体ドラムのクリーニング手段の垂直断面部分拡大図である。
Next, a detailed configuration around the
図2に示すように、画像形成部20には、その中心に像担持体である感光体ドラム21が備えられている。そして、前述のように、感光体ドラム21の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電手段22、現像手段23、及びドラム用クリーニング手段30が配置されている。感光体ドラム21と中間転写ベルト8とが圧接する一次転写部40は、感光体ドラム21の回転方向に沿って、現像手段23とドラム用クリーニング手段30との間に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
感光体ドラム21は、プリンタ1内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図2の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム21は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が30mmである。感光体ドラム21は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度(例えば210mm/sec)とほぼ同じになるように回転せしめられている。
The
帯電手段22は、その内側に、感光体ドラム21に接触する帯電ローラ22aを備えている。帯電ローラ22aは、芯金と、その外側に設けられた導電層と、さらにその外側に設けられた抵抗層とを備えている。帯電ローラ22aは、所定の圧力で感光体ドラム21に圧接し、感光体ドラム21の回転に従って回転する。この帯電ローラ22aにより、感光体ドラム21の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。
The charging
現像手段23は、先に説明したように、その主たるところがロータリーラック23aで構成され、このロータリーラック23aに計4台の現像器が周方向に等間隔に配置されている(図1参照)。各現像器には、感光体ドラム21の近傍に、感光体接触型の現像ローラ23bが設けられている。現像ローラ23bには、感光体ドラム21の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ23bにより、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム21の表面の静電潜像に移動せしめられ、静電潜像が現像される。トナーは、図示しないトナー供給容器に収容され、現像手段23の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、補給される。なお、現像ローラは感光体非接触型のものであっても構わない。
As described above, the developing
一次転写部40には、中間転写ベルト8を介して感光体ドラム21に接触する一次転写ローラ41が設けられている。一次転写ローラ41は、芯金と、その外側に設けられた導電性弾性層とを備えている。導電性弾性層は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。この一次転写ローラ41が設けられた箇所に、感光体ドラム21と中間転写ベルト8とが接触する一次転写ニップ部が形成される。一次転写ローラ41は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト8に接触することによって、中間転写ベルト8の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ41には、感光体ドラム21やトナーの帯電電荷とは逆極性である一次転写バイアスが必要に応じて印加される。
The
なお、中間転写ベルト8は、ポリイミド等の合成樹脂のみで形成した単層の樹脂ベルト、またはそのような合成樹脂表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成され、複数のローラに巻き掛けられて支持されている。
The
感光体ドラム21用のクリーニング手段30は、図3に示すように、そのハウジング31の内側に、クリーニングブレード32、研磨部材である研磨ローラ33、及び排出部材である排出スクリュー34を備えている。
As shown in FIG. 3, the cleaning means 30 for the
クリーニングブレード32は、ウレタンゴムで板状に構成され、感光体ドラム21とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム21に接触している。クリーニングブレード32は、感光体ドラム21に対して、接触箇所が所定の線圧を有するように設けられている。クリーニングブレード32は、中間転写ベルト8へのトナー像一次転写後、感光体ドラム21表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにクリーニングする。
The
研磨部材である研磨ローラ33は、クリーニングブレード32のドラム回転方向上流側に、感光体ドラム21に接触させて設けられている。研磨ローラ33は、芯金33aの周りに磁性部材であるマグネット33bを設け、さらにその周りに発泡エチレンプロピレンゴム(発泡EPDM)で構成された弾性層33cを設けた形で構成されている。研磨ローラ33は、その軸部の両端に備えられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム21に対して所定の力で押し付けられて設けられている。研磨ローラ33は、感光体ドラム21表面やクリーニングブレード32周辺のトナーを回収し、研磨ローラ33表面に付着させ、保持したトナーによって感光体ドラム21表面をクリーニング(研磨)したり、そのトナーを排出スクリュー34の方に送り出したりする役目を果たす。
A polishing
研磨ローラ33は、モータ等で構成される図示しない駆動手段により回転せしめられる。この研磨ローラ33の駆動手段は、研磨ローラ33の周速度を変えたり、回転方向を切り替えたり、研磨ローラ33を感光体ドラム21の回転に従って回転させたりすることができる。
The polishing
感光体ドラム21表面を効率良くクリーニングするためには、研磨ローラ33を所定の表面速度で回転させる必要がある。したがって、研磨ローラ33を、感光体ドラム21との接触箇所における表面が感光体ドラム21表面と同じ方向に移動する向きに回転させる場合、研磨ローラ33の表面速度は感光体ドラム21のそれの0.8倍が望ましい。研磨ローラ33を、感光体ドラム21との接触箇所における表面が感光体ドラム21表面と異なる方向に移動する向きに回転させる場合、研磨ローラ33の表面速度は感光体ドラム21のそれの1.2倍が望ましい。
In order to efficiently clean the surface of the
排出スクリュー34は、ハウジング31内において、研磨ローラ33を隔ててさらに感光体ドラム21から離れた位置に設けられている。排出スクリュー34は、感光体ドラム21表面から除去され、クリーニング(研磨)に使用されたハウジング31内のトナーを、ハウジング31の外へ排出する役目を果たす。
The
ここで、画像形成に使用する現像剤であるトナーについて説明する。 Here, the toner which is a developer used for image formation will be described.
図1で示したロータリーラック23aのブラック用現像器23Bに収容されたブラックトナーは、磁性粉として鉄粉を含有した磁性トナーであるとともに、粉砕法で製造した不定形トナーである。一方、カラー用現像器23C、23M、23Yに収容されたシアントナー、マゼンタトナー、及びイエロートナーは、磁性粉を含有しない非磁性トナーであるとともに、重合法で製造した球形トナーである。
The black toner accommodated in the black developing
ブラックの不定形トナーは、次に示すような粉砕法で製造した。まず、ポリエステル系樹脂にカーボンブラックを5重量部(ポリエステル系樹脂の重量を100とした時の重量)、及び電荷制御剤(CCA)としてニグロシンN21(オリエント化学(株)製)を混合し、2本ロール混練機にて100°Cで30分混練した。これを粗粉砕した後、衝突板方式のジェット気流粉砕機で微粉砕した。そして、空気式分級機により分級し、体積平均粒径7.8μmの粉体を得た。この粉体に疎水性シリカ粉末を1.5重量部加え、粉体混合機にて混合することにより不定形トナーを得ることができる。このブラックの不定形トナーの平均円形度を、シスメックス(株)製フロー式粒子像分析装置FPIAによって計測した結果、0.940であった。吸引法による帯電量は、約プラス12μC/gであった。 The black irregular shaped toner was produced by the following pulverization method. First, 5 parts by weight of carbon black (weight based on 100% of the weight of the polyester resin) and nigrosine N21 (produced by Orient Chemical Co., Ltd.) as a charge control agent (CCA) are mixed with the polyester resin. It knead | mixed for 30 minutes at 100 degreeC with this roll kneader. This was coarsely pulverized and then finely pulverized by a collision air jet jet air pulverizer. And it classify | categorized with the air classifier and obtained the powder with a volume average particle diameter of 7.8 micrometers. An amorphous toner can be obtained by adding 1.5 parts by weight of hydrophobic silica powder to this powder and mixing with a powder mixer. The average circularity of the black amorphous toner was measured by a flow type particle image analyzer FPIA manufactured by Sysmex Corporation and found to be 0.940. The amount of charge by the suction method was about plus 12 μC / g.
ブラック以外のカラー3色の球形トナーは、次に示すような重合法で製造した。まず、スチレン80重量部、2−エチルヘキシルメタクリレート20重量部、着色剤5重量部、低分子量ポリプロピレン3重量部、電荷制御剤(4級アンモニウム塩)2重量部、及びジビニルベンゼン(架橋剤)1重量部の混合溶液に、重合開始剤2重量部、及び2−アゾビス(2、4−ジメチルバレロニトリル)2重量部を加えた。これを精製水400重量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム5重量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1重量部を加えた。そして、これをプライミクス(株)製乳化・分散機を用いて回転数7000rpmで20分間攪拌し、窒素雰囲気下において70°C、100rpmで10時間重合反応させることにより、体積平均粒径6.4μmの球形トナーを得た。こうして製造された球形トナーの平均円形度は、シスメックス(株)製フロー式粒子像分析装置FPIAによって計測した結果、0.970であった。カラー3色の吸引法による帯電量は、シアンが約プラス33μC/g、マゼンタが約プラス29μC/g、イエローが約プラス32μC/gであった。 Spherical toners of three colors other than black were produced by a polymerization method as shown below. First, 80 parts by weight of styrene, 20 parts by weight of 2-ethylhexyl methacrylate, 5 parts by weight of a colorant, 3 parts by weight of low molecular weight polypropylene, 2 parts by weight of a charge control agent (quaternary ammonium salt), and 1 part by weight of divinylbenzene (crosslinking agent) 2 parts by weight of a polymerization initiator and 2 parts by weight of 2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added to a mixed solution of parts. This was added to 400 parts by weight of purified water, and 5 parts by weight of tribasic calcium phosphate and 0.1 part by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate were added as a suspension stabilizer. Then, this was stirred for 20 minutes at a rotational speed of 7000 rpm using an emulsifier / disperser manufactured by Primix Co., Ltd., and subjected to a polymerization reaction at 70 ° C. and 100 rpm for 10 hours in a nitrogen atmosphere, whereby a volume average particle size of 6.4 μm. Of spherical toner was obtained. The average circularity of the spherical toner thus produced was 0.970 as a result of measurement using a flow type particle image analyzer FPIA manufactured by Sysmex Corporation. The charge amount by the suction method for three colors was about plus 33 μC / g for cyan, about plus 29 μC / g for magenta, and about plus 32 μC / g for yellow.
シスメックス(株)製フロー式粒子像分析装置FPIAによる円形度は、具体的には次のようにして測定した。予め不純固形物などを除去した水100〜150ml中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜0.5ml加えた。そして、これに測定試料であるトナーを0.1〜0.5g加えた。さらに、測定試料を分散した懸濁液は超音波分散器で1〜3分間分散処理を行い、分散濃度を3000〜10000個/μlとして、前記分析装置により円形度を測定した。 Specifically, the circularity by a flow type particle image analyzer FPIA manufactured by Sysmex Corporation was measured as follows. As a dispersant, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, was added to 100 to 150 ml of water from which impure solids had been previously removed. Then, 0.1 to 0.5 g of toner as a measurement sample was added thereto. Further, the suspension in which the measurement sample was dispersed was subjected to dispersion treatment for 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, the dispersion concentration was set to 3000 to 10000 / μl, and the circularity was measured with the analyzer.
次に、プリンタ1の一連の印刷動作について、図1〜図3を用いて説明する。
Next, a series of printing operations of the
印刷前の用紙Pは、図1に示すように、用紙カセット3に積み重ね状態で収容され、ここから1枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Pは、給紙用用紙搬送路4に進入し、給紙用搬送ローラ5により搬送されて、レジストローラ6に到達する。レジストローラ6は、用紙Pの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部20で中間転写ベルト8表面に形成されるトナー像とのタイミングを計り、用紙Pを二次転写部50へと送り出す。
As shown in FIG. 1, the paper P before printing is stored in a paper cassette 3 in a stacked state, and is sent out separately from here. The fed paper P enters the paper feed paper transport path 4, is transported by the paper
一方、画像形成部20では、図2に示す帯電手段22の帯電ローラ22aにより、感光体ドラム21の表面を所定の極性及び電位で一様に帯電させる。この時の帯電電位は、通常プラス200〜1000V程度である。
On the other hand, in the
そして、外部コンピュータ(図示せず)からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ1に送信され、この画像データに基づき、光学部7にて制御されるレーザ光Lが照射される(図1参照)。これにより、画像形成部20において、感光体ドラム21表面に原稿画像の静電潜像が形成される。なお、この静電潜像については、各色に対応した静電潜像が、各色の画像形成プロセス毎に順番に形成される。
Then, image data signals such as characters, figures, and patterns from an external computer (not shown) are transmitted to the
次に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のうち、まず第1色目であるブラックのトナー像を感光体ドラム21表面に形成するため、図1に示すように、ブラック用現像器23Bが感光体ドラム21と対向するように、ロータリーラック23aが回転する。ブラック用現像器23Bは、現像ローラ23bにより感光体ドラム21表面の静電潜像を現像してブラックのトナー像を形成する。その後、トナー像は、一次転写部40にて中間転写ベルト8表面に一次転写される。この時、一次転写ローラ41には、感光体ドラム21やトナーの帯電極性とは逆極性であるマイナスの一次転写バイアスが印加される。
Next, among the black, cyan, magenta, and yellow colors, a black toner image, which is the first color, is first formed on the surface of the
一次転写後、感光体ドラム21表面に残留したブラックのトナーは、図2、及び図3に示すドラム用クリーニング手段30によって除去され、クリーニングされる。この時、ブラックトナーは磁性トナーであるので、研磨ローラ33の内部に設けられたマグネット33bの作用により研磨ローラ33表面に付着し、保持される。そして、研磨ローラ33は、その表面に付着した、磁性粉である鉄粉を含有するブラックトナーにより感光体ドラム21表面を研磨する。
After the primary transfer, the black toner remaining on the surface of the
そして、図1に示す中間転写ベルト8は、次の色の一次転写を行うため、感光体ドラム21に対する所定の一次転写位置と一致するように一回転する。形成するトナー像がブラックトナー像である場合、ここで一次転写の工程は終了する。形成するトナー像がフルカラートナー像である場合、引き続き、第1色目と同様の現像、転写、クリーニングの画像形成プロセスが、第2色目から第4色目まで各色毎に繰り返され、中間転写ベルト8表面には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。
The
シアン、マゼンタ、イエローの3色のカラートナーの一次転写後、感光体ドラム21表面に残留したトナーは、ブラックトナーの際と同様、逐次ドラム用クリーニング手段30によって除去され、クリーニングされる。この時、3色のカラートナーは、それらが非磁性トナーであるとともに、研磨ローラ33表面の広い領域にブラックトナーが付着しているので、その多くは研磨ローラ33の箇所を通過して排出スクリュー34の方へと移動する。排出スクリュー34の箇所に到達したトナーは、排出スクリュー34によりハウジング31の外部へと搬送される。
After the primary transfer of cyan, magenta, and yellow color toners, the toner remaining on the surface of the
なお、各色のトナー像が順次中間転写ベルト8に一次転写される間、二次転写部50の二次転写ローラ51、及びベルト用クリーニング手段60のクリーニングローラ61は、中間転写ベルト8から離間している。
During the primary transfer of the toner images of the respective colors to the
上記のようにしてトナー像が中間転写ベルト8表面に形成されると、二次転写ローラ51は中間転写ベルト8に圧接する。トナー像は、レジストローラ6によって同期をとって送られてきた用紙Pに、二次転写ニップ部にて転写される。この時、二次転写ローラ51には、トナーの帯電極性とは逆極性であるマイナスの二次転写バイアスが印加される。
When the toner image is formed on the surface of the
二次転写後、中間転写ベルト8表面に残留したトナーは、中間転写ベルト8に圧接したベルト用クリーニング手段60のクリーニングローラ61よってクリーニングされる。この時、クリーニングローラ61には、トナーの帯電極性とは逆極性であるマイナスのクリーニングバイアスが印加される。
The toner remaining on the surface of the
その後、トナー像を担持した用紙Pは、定着部9へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像が定着される。定着部9から排出された用紙Pは、排出用用紙搬送路10を通って上方へ送られ、本体2の上面に設けられた用紙排出部11に排出される。
Thereafter, the paper P carrying the toner image is sent to the fixing unit 9 where the toner image is fixed by the heat roller and the pressure roller. The paper P discharged from the fixing unit 9 is sent upward through the discharge
両面印刷を行う場合、定着部9から排出された用紙Pは、排出用用紙搬送路10を通って用紙排出部11に排出される直前に、その搬送方向が逆方向に切り替えられる。そして、用紙Pは、両面印刷用用紙搬送路12に送られ、レジストローラ6のすぐ上流で給紙用用紙搬送路4に合流せしめられて、再度二次転写部50へと送られる。
When performing duplex printing, the transport direction of the paper P discharged from the fixing unit 9 is switched to the reverse direction immediately before being discharged to the
このようにして、複数の異なる色のトナーを用い、単一の像担持体である感光体ドラム21に対して、複数色のトナー像を順次現像する形で画像形成動作を実行し、トナー像転写後、ドラム用クリーニング手段30の研磨ローラ33により感光体ドラム21表面に残留する付着物をクリーニングするプリンタ1において、複数色のトナーのうち、ブラックトナーが磁性トナーで、他の3色のカラートナーが非磁性トナーで構成されているとともに、研磨ローラ33に磁性部材であるマグネット33bを設けたので、磁性トナーで構成されるブラックトナーを、積極的に研磨ローラ33に付着、保持させることができる。磁性トナーは、鉄粉等で構成される磁性粉を含有しており、この磁性粉が感光体ドラム21表面の研磨に対して効果が高く、一方非磁性トナーは、このような磁性粉を含有していないので、磁性トナーと比較して研磨効果が低い。これにより、上記構成のプリンタ1は、研磨ローラ33に、研磨効果の低い非磁性トナーを付着させることなく、研磨効果の高い磁性トナーをできるだけ多く付着させることが可能である。したがって、磁性トナーによる十分なクリーニング性能が期待でき、感光体ドラム21表面に対して好適なクリーニングを遂行することが可能なプリンタ1を得ることができる。
In this way, an image forming operation is performed in such a manner that a plurality of toner images of different colors are used and a plurality of color toner images are sequentially developed on the
また、上記構成のプリンタ1では、磁性トナーを不定形で表面が引っ掛かり易い形状が得られる粉砕法で製造し、非磁性トナーを球形に近く表面が引っ掛かり難い形状が得られる重合法で製造したので、磁性トナーは、磁性粉による高い研磨作用に加えて、トナー粒子自体による高い研磨作用も保有することになる。したがって、このような磁性トナーを積極的に研磨ローラ33に付着、保持させることにより、感光体ドラム21表面に対するクリーニング性能をさらに向上させることが可能である。
Further, in the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、上記実施形態では、画像形成装置であるプリンタ1は、現像手段23に4台の現像器が周方向に等間隔に配置されたロータリーラック23aを、また中間転写体として無端状の中間転写ベルト8を備えることとしたが、感光体ドラム21が設けられた画像形成部20が、単一の感光体ドラム21に対して複数色のトナー像を順次現像する形であれば、本実施形態の構成に限定されるわけではなく、他の構成であっても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
本発明は、複数の異なる色のトナーを用い、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する形で画像形成動作を実行する画像形成装置において利用可能である。 The present invention can be used in an image forming apparatus that uses a plurality of different color toners and executes an image forming operation in such a manner that a plurality of color toner images are sequentially developed on a single image carrier.
1 プリンタ(画像形成装置)
8 中間転写ベルト
20 画像形成部
21 感光体ドラム(像担持体)
23 現像手段
30 ドラム用クリーニング手段(クリーニング手段)
32 クリーニングブレード
33 研磨ローラ
33b マグネット(磁性部材)
40 一次転写部
1 Printer (image forming device)
8
23 Developing means 30 Drum cleaning means (cleaning means)
32
40 Primary transfer section
Claims (2)
前記複数色のトナーが、磁性、及び非磁性のトナーで構成されているとともに、前記研磨ローラに、磁性部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 Using a plurality of different color toners, an image forming operation is performed on a single image carrier in such a manner that toner images of a plurality of colors are sequentially developed. In the image forming apparatus for cleaning the deposits remaining on the surface of the carrier,
An image forming apparatus, wherein the plurality of color toners are composed of magnetic and nonmagnetic toners, and a magnetic member is provided on the polishing roller.
Priority Applications (1)
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JP2006040087A JP2007219182A (en) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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- 2006-02-17 JP JP2006040087A patent/JP2007219182A/en active Pending
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